Ingenieria+Genetica

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Todo organismo, aún el más simple, contiene una enorme cantidad de información que se encuentra almacenada en una macromolécula que se halla en todas las células: el ADN. Este ADN está dividido en “unidades de información” (la cantidad varía de acuerdo con la especie) llamadas **genes**. Cada gen contiene la información necesaria para que la célula sintetice una proteína. Así, el **genoma** (el conjunto de genes) va a ser el responsable de las características del individuo. Los genes controlan todos los aspectos de la vida de cada organismo, incluyendo metabolismo, forma, desarrollo y reproducción. Por ejemplo, la síntesis una proteína X hará que en el individuo se manifieste el rasgo “pelo oscuro”, mientras que la proteína Y determinará el rasgo “pelo claro”.



Vemos entonces que la carga genética de un determinado organismo no puede ser idéntica a la de otro, aunque se trate de la misma especie. Sin embargo, debe ser similar en rasgos generales para que pueda realizarse la reproducción. Todos los individuos de una especie tienen los mismos genes (para las mismas funciones), aunque su información sea diferente. Otra particularidad de esta molécula es su universalidad: todos los seres vivos tienen ADN de igual naturaleza química (ácido nucleico). Teniendo en cuenta esto surgen algunas incógnitas: ¿Son compatibles las cargas genéticas de especies distintas? ¿Puede el gen de una especie funcionar y manifestarse en otra completamente distinta? ¿Se puede aislar y manipular el ADN? La respuesta a todas estas preguntas se resume en dos palabras: Ingeniería Genética.

2. Definición de Ingeniería Genética
La Ingeniería Genética (en adelante IG) agrupa un conjunto de técnicas que permiten quitar, agregar o modificar genes a una molécula de ADN de un organismo con el fin de cambiar su información. Los genes incorporados pueden ser de la misma especie o de otra diferente.



Podemos distinguir 4 etapas básicas:
 * 1) __Corte específico de fragmentos de ADN__: para ello se usan unas “tijeras” enzimáticas o enzimas de restricción, que tienen la capacidad de reconocer una secuencia determinada de nucleótidos y la extraen del resto de la cadena. Esta secuencia, puede volver a colocarse con la ayuda de otra clase de enzimas, las ligasas. Análogamente, la enzima de restricción se convierte en una “tijera de ADN”, y la ligasa en el “pegamento”. Por lo tanto, es posible quitar un gen de la cadena principal y en su lugar colocar otro.
 * 2) __Copia de estos fragmentos de ADN__ mediante técnicas “in vitro” (**Técnica PCR**), lo que proporciona una gran cantidad de material idéntico con el que trabajar. __Inserción de estos fragmentos de ADN en “vectores de clonado”__, que son los agentes transportadores capaces de introducirlos en la célula hospedadora. Se suelen utilizar como vectores: Los plásmidos: pequeñas porciones de ADN que tienen las bacterias, independientes de su cromosoma principal y los virus: que introducen su ADN en las células.
 * 3) __Introducción del vector__, con la molécula de ADN que queremos recombinar, en el organismo huésped.
 * 4) __Detección y selección de las células en las que la introducción ha sido correcta y obtención de clones de estas células recombinantes o transgénicas__ Normalmente se denomina **organismos transgénicos** a los animales y vegetales (organismos eucariotas) a los que se ha modificado su información genética mediante ingeniería genética. A los procariotas (bacterias) se les suele denominar **organismos genéticamente modificados** (OGM)



4. Aplicaciones de la Ingeniería genética
La Ingeniería genética tiene numerosas aplicaciones en campos muy diversos, que van desde la medicina hasta la industria:

4.1. Biotecnología en Medicina y la industria Farmacéutica
**Terapia Génica**: consiste en la aportación de un gen funcionante a las células que carecen de esta función, con el fin de corregir una alteración genética o enfermedad adquirida. La terapia génica se divide en dos categorías: Hoy el desafío de los científicos es, mediante el conocimiento del Genoma Humano, localizar “genes defectuosos” (mediante técnicas de sondas genéticas), información genética que provoque enfermedades, y cambiarlos por otros sin tales defectos. La ventaja quizá más importante de este método es que se podrían identificar en una persona enfermedades potenciales que aún no se hayan manifestado, para o bien reemplazar el gen defectuoso, o iniciar un tratamiento preventivo para atenuar los efectos de la enfermedad. Por ejemplo, se le podría descubrir a una persona totalmente sana un gen que lo pondría en un riesgo de disfunciones cardíacas severas. Si a esa persona se le iniciara un tratamiento preventivo, habría posibilidades de que la enfermedad no llegue nunca. Pero los alcances de la terapia génica no sólo se limitan a enfermedades genéticas. En febrero del 2000, por ejemplo, se anunció que un grupo de científicos estadounidenses empleó técnicas de terapia génica contra el virus del SIDA. Sintetizaron un gen capaz de detener la multiplicación del virus responsable de la inmunodeficiencia, y lo insertaron en células humanas infectadas. El resultado fue exitoso: el virus detuvo su propagación e incluso aumentó la longevidad de ciertas células de defensa, las CD4. **Xenotransplantes**: consiste en introducir genes humanos en animales (normalmente cerdos) para que crezcan con sus órganos compatibles con los humanos, a fin de utilizarlos para transplantes. En la actualidad, gracias a la tecnología del ADN recombinante, se clonan los genes de ciertas proteínas humanas en microorganismos adecuados para su fabricación comercial, por ejemplo hormonas como la insulina (clonado en la levadura Sacharomces cerevisae)
 * 1) Alteración de células germinales (espermatozoides u óvulos), lo que origina un cambio permanente de todo el organismo y generaciones posteriores. Esta terapia no se utiliza en seres humanos por cuestiones éticas.
 * 2) Terapia somática celular. Uno o más tejidos son sometidos a la adición de uno o más genes terapéuticos, mediante tratamiento directo o previa extirpación del tejido. Esta técnica se ha utilizado para el tratamiento de cánceres o enfermedades sanguíneas, hepáticas o pulmonares.


 * Obtención de vacunas recombinantes**: Muchas vacunas, como la de la hepatitis B, se obtienen actualmente por IG.

4.2. Biotecnología en la industria.
Las biotecnologías consisten en la utilización de bacterias, levaduras y células animales en cultivo para la fabricación de sustancias específicas. - Industria química: síntesis de sustancias aromáticas, saborizantes, materias plásticas, productos para la industria textil - En el campo energético la producción de etanol, metanol, biogas e hidrógeno - La industria alimentaria (producción masiva de levaduras, algas y bacterias con miras al suministro de proteínas, aminoácidos, vitaminas y enzimas) - Protección del medio ambiente (tratamiento de aguas servidas, transformación de deshechos domésticos, degradación de residuos peligrosos y fabricación de compuestos biodegradables).



4.3. Biotecnología en Agricultura y Ganadería.
Es “fácil” introducir ADN extraño en una célula vegetal, se usa principalmente el plásmido de la bacteria //Agrobacterium tumefaciens//, y se han conseguido gran cantidad de vegetales transgénicos - Las primeras plantas obtenidas mediante estas técnicas fueron un tipo de tomates, en los que sus frutos tardan en madurar algunas semanas después de haber sido cosechados. - Resistencia a herbicidas, insectos y enfermedades microbianas. - Variedades vegetales de mayor producción (arroz, trigo o maiz por ejemplo)



- Síntesis de productos de interés comercial., por ejemplo que producen anticuerpos animales, interferón, e incluso elementos de un poliéster destinado a la fabricación de plásticos biodegradables - Para incrementar la producción: obtención de animales de crecimiento rápido - Para obtener de uso farmacológico y que se produzcan en la leche por ejemplo



Siempre que los avances científicos y tecnológicos se producen con esta rapidez, el entusiasmo por seguir adelante no deja lugar a una reflexión acerca de los pros y los contras que puede provocar. Un caso histórico es la Revolución Industrial. En la vorágine de construir las mejores máquinas, los científicos de la época dejaron de lado el factor contaminación ambiental, ignorando que, un siglo más tarde, el haber utilizado máquinas de vapor inició un proceso prácticamente irreversible de calentamiento global y contaminación atmosférica. Otro caso más que clásico es la fórmula de la Teoría de la Relatividad, que abrió camino a dos aplicaciones bien polarizadas y antagónicas: el uso de la medicina atómica para salvar vidas, y la construcción de bombas atómicas para destruirlas. Y parece ser que el hombre no aprende de sus errores, porque en el afán de ver “hasta dónde podemos llegar”, los genetistas y otros científicos de hoy anuncian día a día orgullosamente sus nuevas hazañas, sin tener en cuenta las consecuencias no sólo ambientales, sino también éticas y morales. Casi cada aspecto de la IG presenta una controversia y exige un profundo análisis, de modo que las posibles consecuencias negativas causadas por la negligencia científica se eviten. Es el caso de la IG orientada a la agricultura, por ejemplo. Las cosechas transgénicas ya son abundantes en el mundo, pero no son testadas correctamente las posibles consecuencias ecológicas que pudiesen causar. Esto provocó las protestas de las organizaciones ecologistas no gubernamentales, que han elaborado una extensa lista de errores cometidos por las distintas compañías. Esta acción, a su vez, creó una concepción negativa de los organismos transgénicos. Se les ve como algo completamente nocivo para la salud, a la vez que se desconoce de qué se trata. Está en el conocimiento popular que cualquier ser, planta o animal, genéticamente modificado es sinónimo de veneno o tóxico. Este miedo irracional fue utilizado por ciertas organizaciones protectoras del medio ambiente para aumentar este temor popular. “Podeis estar comiendo plantas con genes de ratas o víboras”, fue uno de los argumentos más sensacionalistas. Con esto no estoy diciendo que estoy a favor de los organismos transgénicos y en contra del ecologismo. Sólo creo que se debe informar mejor a la población acerca de la transgenia, y hacer estudios serios sobre las consecuencias tanto para el ambiente como para el humano, para así poder dar conclusiones científicamente avaladas. Cambiando de área, si nos vamos a la IG aplicada a la medicina, el panorama es aún más negro. El hecho de que en realidad se haya tenido en cuenta la posibilidad de “la búsqueda del perfeccionamiento de la raza humana” (eugenesis) indica que, lamentablemente, siguen quedando personas con ideología nazi en el mundo. Está patente el miedo de que, en un futuro no tan lejano, cualquier persona con el dinero suficiente y la escasez suficiente de escrúpulos, contrate a algún igualmente inescrupuloso grupo de médicos para obtener descendencia con determinadas características. No es que crea que esto será legal pero tampoco lo es en la actualidad el aborto y, sin embargo, se practica. Es por eso que creo que, paralelamente a los descubrimientos y avances que se anuncian día a día, se tendría que legislar competentemente en todos los países. Esto pondría límites morales, éticos y civiles a los científicos, que pocas veces se detienen a considerar las consecuencias de sus actos. La ciencia se puede usar tanto para el bien como para el mal. Depende de nosotros el uso que le demos. Sería una lástima que una ciencia tan prometedora como esta fuera desperdiciada para fines inmorales o puramente económicos. Es el deber de los hombres y mujeres de hoy tomar una decisión fundamental: aprender del pasado histórico del mundo, o seguir caminando a ciegas, con los ojos tapados y sin mirar atrás.